مکان­یابی استراتژیک خازن در سیستم­های توزیع برای مینیمم­سازی افزایش هارمونیک­های ناشی از تشدید

IET Gener. Transm. Distrib., 2012, Vol. 6, Iss. 7, pp. 646–656

Strategic capacitor placement in distribution systems by minimisation of harmonics amplification because of resonance

Abstract: The capacitor placement problem (CPP) has been widely studied throughout the years. However, traditional methodologies either do not consider non-linear loads in the formulations or are highly dependent on the spectrum of the harmonic currents. Therefore the traditional methodologies have become unsuitable for distribution system planning studies. The proposed approach formulates the CPP as a multi-objective optimisation model while including economic and technical aspects in the minimisation process. An additional objective function introduces a quadratic minimisation of the voltage harmonic distortions produced by the harmonic currents drawn by non-linear loads according to the IEEE Std. 519–1992 limits. A new constraint based on a resonance index (RI) is also introduced as a form to extend the capacitors’ lifetime. Furthermore, an aging model of capacitor dielectric insulation under a non-sinusoidal waveform scenario is used to estimate the expected real lifetime of capacitors. The proposed methodology was exhaustively tested on a 69-bus system and the results show that the methodology is adequate for planning capacitors and eliminates the need to focus in great detail on harmonic system data.

مکان­یابی استراتژیک خازن در سیستم­های توزیع برای مینیمم­سازی افزایش هارمونیک­های ناشی از تشدید

چکیده

مساله مکان­یابی خازن (CPP) بطور گسترده­ای در طول سال­ها مطالعه شده است. با این حال، روش­های قدیمی یا بارهای غیرخطی را در فرمول­بندی­ها در نظر نمی­گیرند و یا بطور گسترده­ای به طیف جریان­های هارمونیکی وابسته هستند. بنابراین، روش­های قدیمی برای مطالعات برنامه­ریزی سیستم­های توزیع نامناسب هستند. روش پیشنهادی، CPP را به صورت مدل بهینه­سازی چندهدفه فرمول­بندی می­کند و جنبه­های اقتصادی و فنی را در فرآیند مینیمم­سازی مد نظر قرار می­دهد. یک تابع هدف دیگر،مینیمم­سازی درجه دوم اعوجاج هارمونیکی ولتاژرا که توسطجریان­های هارمونیکی کشیده شدهاز طریقبارهایغیرخطیتولید می­شود مطابق بر محدودیت­های IEEE Std. 519–1992معرفی می­کند.محدودیت جدیدیبراساسشاخصرزونانس (RI) نیز به عنوان شکلی برای افزایشطول عمرخازنمعرفی می­شود. علاوه بر این،مدل فرسودگی (پیری)عایقدی­الکتریکخازن تحتیک سناریویشکل­موجغیرسینوسیبه منظور برآوردطول عمرواقعیمورد انتظار خازن­ها استفاده می­شود. روشپیشنهادیبصورت جامعبر روی یک سیستم 69 باسهمورد آزمایش قرار گرفتونتایج نشان دادکه این روشبرایبرنامه­ریزی خازن­هامناسباستو نیازبه تمرکزبر روی جزئیات بزرگدرداده­های سیستمهارمونیک را رفع می­کند.

.